[发明专利]减少多层快闪存储器中软写的方法和系统

说明书

发明领域

本发明涉及非易失性存储器，特别是涉及减少多层快闪存储器中软写的方法和设备。

发明背景

非易失性存储器是利用给存储器供电或不供电保存数据的存储器类型。多数计算机和电子系统使用带有储存在非易失性存储器中的位的二进制数系统。在适当条件下流过存储器的两个明显差异的电流电平代表各个位，可由1或0表示。

一些存储器是单层的，在每个存储单元中储存信息的一个位。为了测定存储单元的值，通过存储单元的电流与参考单元比较。流过存储单元的电流高于流过参考单元的电流则代表1位值(举例来说，数字1)，而流过存储单元的电流低于流过参考单元的电流则代表其它位值(举例来说，数字0)。

另一些存储器是多层的，在每个存储单元中具有不止一个位。多个位需要超过2个电流电平来代表位，进一步减少了读存储单元的误差幅度。多层存储器的误差幅度比单层存储器的误差幅度受到更多的限制。

图1A阐述了用于M行和P位线的矩阵阵列的现有电路(M和P是整数)。矩阵存储阵列1包括MxP单元的阵列，在读操作中，行解码器2选择字线WLS3。列解码器和极化电路4为N个总单元6选择位线BL1-BLN5(N为整数)。所有选择的单元6属于同一个字线3，并且每一个具有自己的位线5。

当从极化电路11出来的参考位线9选择了列时，参考字线7选择参考单元8的一个行。一般，参考字线7都处在同样的电压电平VXR，这也是字线WLS3用的电压。矩阵阵列1用的参考位线9和位线5一般在1V左右。字线3是不工作的，保持在0V，而未选的位线5是浮动的。施加给单元6的电压VXR比三个参考单元8的门限值电压高。

在单个位存储单元的情况下，N个所选单元6中每一个的电流与一个参考单元8进行比较，或在两个位储存单元情况下与三个参考单元8进行比较。

对于单位存储单元，需要一个参考单元以区分由0或1定义的两个电流值。当选择的单元6具有的电流值高于参考单元8除以因数R(比率)的值时，所选单元6保持1值。否则，所选单元6保持0值。

图1B是单位存储器的矩阵单元用电压门限值分布的曲线图。结合图1A说明图1B。参考单元8具有在该点开始工作的门限值电压(Vtr)13。为了读所选单元6和/或参考单元8的门(gate)，读电压VXR15必须高于门限值电压Vtr13。每一次读操作，在总是使相同的参考单元8极化的同时，选择N个不同的单元6。如果从存储单元读出的电流(或它的比率/乘积)高于所述参考单元的值，则所述存储单元的值是1，否则是0。

在两位矩阵单元中，三个读参考单元用来区分称为11，10，01和00的四个不同电流状态。每一个存储单元可以有四个不同的电流值。电流值对应门限值。如果是两位存储单元，则有代表四个电流状态的四个门限值分布，在“修改”操作中分布在所述三个参考单元周围(见图1D)。

例如，图1C阐述了简化的现有存储电路10。存储单元12-1到12-n(统称为存储单元12)通过漏极极化电路14-1到14-n(统称为极化电路14)连接到电流比较电路16。三个参考单元18A，18B和18C(统称为参考单元18)为两位存储单元组成了参考单元矩阵。在存储器读过程中，使能信号发送给漏极极化14，同时通过行解码器(图中未示)将电压VX施加给存储单元12的门。Id_单元电流流过存储单元12和漏极极化电路14。参考单元18具有处于电压VX的门，而使能信号发送给漏极极化20A、20B和20C(统称为漏极极化20)。不同的电流(Id_ref1，Id_ref2和Id_ref3)流过参考单元18。电流比较电路16将不同的电流与所选单元的各自Id_单元电流(流过存储单元14)进行比较并对每个矩阵所选的单元判定属于所述四个不同的电流状态Id_单元电流中的哪一个。基于比较的结果，所述电流比较电路16对存储在每个存储单元12中两位值作了判定。在两位单元中，所述值可以是00，01，10或11中的一个。